还是针对 MySQL 中应用最广泛的 InnoDB 引擎展开讨论。为什么简单地删除表数据达不到表空间回收的效果?
表数据既可以存在共享表空间里,也可以是单独的文件。这个行为是由参数 innodb_file_per_table
控制的:
默认值为 ON 。一个表单独存储为一个文件更容易管理,而且在你不需要这个表的时候,通过 drop table 命令,系统就会直接删除这个文件。而如果是放在共享表空间中,即使表删掉了,空间也是不会回收的。
假设,我们要删掉 R4 这个记录,InnoDB 引擎只会把 R4 这个记录标记为删除。如果之后要再插入一个 ID 在 300 和 600 之间的记录时,可能会复用这个位置。但是,磁盘文件的大小并不会缩小。
如果我们删掉了一个数据页上的所有记录,整个数据页就可以被复用了。
但是,数据页的复用跟记录的复用是不同的。
记录的复用,只限于符合范围条件的数据。比如上面的这个例子,R4 这条记录被删除后,如果插入一个 ID 是 400 的行,可以直接复用这个空间。但如果插入的是一个 ID 是 800 的行,就不能复用这个位置了。
而当整个页从 B+ 树里面摘掉以后,可以复用到任何位置。另外,如果相邻的两个数据页利用率都很小,系统就会把这两个页上的数据合到其中一个页上,另外一个数据页就被标记为可复用。
如果我们用 delete 命令把整个表的数据删除呢?结果就是,所有的数据页都会被标记为可复用。**但是磁盘上,文件不会变小。**也就是说,通过 delete 命令是不能回收表空间的。这些可以复用,而没有被使用的空间,看起来就像是“空洞”。
实际上,不止是删除数据会造成空洞,插入数据也会。如果数据是按照索引递增顺序插入的,那么索引是紧凑的。但如果数据是随机插入的,就可能造成索引的数据页分裂。
页分裂完成后,page A 的末尾就留下了空洞(注意:实际上,可能不止 1 个记录的位置是空洞)。
另外,更新索引上的值,可以理解为删除一个旧的值,再插入一个新值。这也是会造成空洞的。
要去除空洞,可以通过重建表。
第一条建议是,账号分离。这样做的目的是,避免写错命令。比如:
我们只给业务开发同学 DML 权限,而不给 truncate/drop 权限。而如果业务开发人员有 DDL 需求的话,也可以通过开发管理系统得到支持。
即使是 DBA 团队成员,日常也都规定只使用只读账号,必要的时候才使用有更新权限的账号。
第二条建议是,制定操作规范。这样做的目的,是避免写错要删除的表名。比如:
在删除数据表之前,必须先对表做改名操作。然后,观察一段时间,确保对业务无影响以后再删除这张表。
改表名的时候,要求给表名加固定的后缀(比如加 _to_be_deleted),然后删除表的动作必须通过管理系统执行。并且,管理系删除表的时候,只能删除固定后缀的表。
使用 alter table A engine=InnoDB
命令来重建表。
大致流程:新建一个与表 A 结构相同的表 B,然后按照主键 ID 递增的顺序,把数据一行一行地从表 A 里读出来再插入到表 B 中。显然地,表 B 的主键索引更紧凑,数据页的利用率也更高。如果我们把表 B 作为临时表,数据从表 A 导入表 B 的操作完成后,用表 B 替换 A,从效果上看,就起到了收缩表 A 空间的作用。
显然,花时间最多的步骤是往临时表插入数据的过程,如果在这个过程中,有新的数据要写入到表 A 的话,就会造成数据丢失。因此,在整个 DDL 过程中,表 A 中不能有更新。也就是说,这个 DDL 不是 Online 的。
MySQL 5.6 版本开始引入的 Online DDL,对这个操作流程做了优化。
优化后的重建表流程:
这个方案在重建表的过程中,允许对表 A 做增删改操作。**这也就是 Online DDL 名字的来源。**在这个过程里,alter 语句在启动的时候需要获取 MDL 写锁,但是这个写锁在真正拷贝数据之前就退化成读锁了。而MDL 读锁不会阻塞增删改操作。
重建过程中,根据表 A 重建出来的数据是放在“tmp_file”里的,这个临时文件是 InnoDB 在内部创建出来的。整个 DDL 过程都在 InnoDB 内部完成。对于 server 层来说,没有把数据挪动到临时表,是一个“原地”操作,这就是“inplace”名称的来源。
所以,如果你有一个 1TB 的表,现在磁盘间是 1.2TB,是不能做一个 inplace 的 DDL 的。因为,tmp_file 也是要占用临时空间的。
alter table t engine=InnoDB
,其实隐含的意思是:
alter table t engine=innodb,ALGORITHM=inplace;
跟 inplace 对应的就是拷贝表的方式了,用法是:
alter table t engine=innodb,ALGORITHM=copy;
对应的流程就是Online DDL出现前的流程。
但是inplace 跟 Online 是不同的。
比如,如果我要给 InnoDB 表的一个字段加全文索引,写法是:
alter table t add FULLTEXT(field_name);
截止到 MySQL 8.0,添加全文索引(FULLTEXT index)和空间索引 (SPATIAL index) 就是inplace的但不是online的。
optimize table和 alter table 重建表的区别:optimize table t 等于 recreate+analyze。
1、假设现在有人碰到了一个“想要收缩表空间,结果适得其反”的情况,看上去是这样的:一个表 t 文件大小为 1TB;对这个表执行 alter table t engine=InnoDB;
发现执行完成后,空间不仅没变小,还稍微大了一点儿,比如变成了 1.01TB。你觉得可能是什么原因呢 ?
答:在 DDL 期间,如果刚好有外部的 DML 在执行,这期间可能会引入一些新的空洞。另外,在重建表的时候,InnoDB 不会把整张表占满,每个页留了 1/16 给后续的更新用。也就是说,其实重建表之后不是最紧凑的。
参考资料:林晓斌——MySQL实战45讲